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高温固体氧化物电解池

项目简介

高温固体氧化物电解池（SOEC）是一种高效、低污染的电解水制氢装置。由于工作温度高达700-900°C, SOEC的能量转化效率远超其他电解水制氢技术，LHV效率最高可达到80%以上，并且不使用任何贵金属催化剂。此外，SOEC还可以直接利用高温水蒸气或二氧化碳气体的余热为输入能量，进一步提升系统效率。中科院宁波材料所在SOEC电堆核心技术方面有十余年的研发经验，突破了干瓦级平板型电堆的量产关键技术，实现了SOEC高温电解水制氢系统的示范运行。近年来，还发展了具有自主知识产权的新型电堆技术路线，并以此为基础开发高效率长寿命高温电解水设备。

技术优势

在平板型电池方面，本项目核心技术已打通从粉体原料到单电池制备的量产工艺技术路线，实现了超薄平板型电池的批量化生产，单电池发电性能接近国际先进水平；并完成了国内首个500W-1000W平板型电堆模块的研制，实现了500W级的小规模批量化以及5kW级的SOFC电堆应用示范。同时已成功将电堆模块应用于高温电解制氢，自主硏制了适用于高温电解的热区，30片电池组成的标准电解池堆模块高温电解制氢持续1040小时运行，理论水转化率达到62%,系统效率达到77.6%,实际平均制氢速率达到103.6NL/h,实际电效率达到 92%,电解效率达到73%。

知识产权

CN201510104627.6 一种平板型电极支撑的陶瓷电解质电池及其制备方法，

CN201510661331.4 一种高温固态燃料电池的阳极以及电池堆单元

CN201610453173.8 一种平板型电极支撑的陶瓷电解质电池堆

CN201810356541.6 一种电解系统以及一种电解二氧化碳的方法

应用市场

SOEC技术可用于灵活消纳可再生能源（制氢储能）、移动式高纯H2和CO制取（加氢站、医院等）、利用工业余热电解/共电解制取燃料气等。

合作模式

技术开发、技术转让

主要研究人员

杨钧，博士，研究员。 2003年毕业于东南大学材料系，获得学士学位；2006年毕业于清华大学材料系，获得硕士学位；2011年毕业于日本京都大学材料能源化学系，获得工学博士学位。2011年-2015年在日本京都大学从事博士后工作；2015年-2017年被九州大学聘为特任助理教授。2017年入选中国科学院宁波材料技术与工程研究所"团队人才”计划，并获批博士生导师。杨钧博士长期从事多种类型的燃料电池相关硏究，包括固体氧化物燃料电池、熔融碱液燃料电池、质子/阳离子交换膜燃料电池等。主要研究方向包括新型电极材料与微观结构的设计、电极微观结构对电催化性能及耐久性的影响、可逆燃料电池技术、氨气的合成分解与电化学应用等。已在J. Mater. Chem.A、ACS Appl. Mater. Inter.v Sci. Rep.和J. Power Sources等国际知名期刊发表论文20余篇；受邀担任J. Power Sources、Electrochim Acta、J. Electrochem. Soc.和 Sci. Rep.等杂志的审稿人。作为项目负责人承担宁波材料技术与工程研究所“团队人才”计划项目“高温固态电解池与碳氢燃料的高效制取”。